《机床电气控制与PLC》部分习题参考答案
《机床电气控制与PLC》习题答案 (8)[2页]
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8.6 综合练习题一、判断题（正确打“√”、错误打“×”）（√）1-3，9-19，21-33；（×）4-8、20、34、35。
二、填空题1. 0～400 Hz。
2．反应式、永磁式、混合式。
3．光电式、接触和电磁感应。
4．直线型和旋转型。
5．磁性标尺、磁头和检测电路组成。
6．三和单。
7．步进电机、直流和交流。
8．伺服驱动进给机械传动。
9．主轴主轴编码器。
10．大 , 迅速。
11．速度, 位置。
12．最高转速和应用环境。
13．位置进给。
14．50 Hz 交流。
15．电枢电压、气隙磁通量、电枢电路的电阻值。
16．控制、伺服电机、反馈、进给和主轴。
17．旋转变压器、感应同步器、有磁栅、接近开关、光栅传感器。
18．CNC，速度和位置。
19．主轴，进给。
20．连续，宽 , 四象限。
准停。
三、选择题1．（C）2．（C） 3.（C） 4.（A）5．（C）6．（A）7．（C）8. (B )9.（A）10．（C）11.（A）12.（B）四、简答题1．答：半闭环控制位置测量装置，在闭环回路内是不包括机械传动部分，它的位置检测装置通常采用旋转变压器或高分辨率的脉冲编码器，并装在进给电动机或丝杠的端头，旋转变压器或脉冲编码器每旋转一定的角度，都必须严格地对应着工作台所移动的距离。
测量出电动机或丝杠的角位移，间接地测量出工作台的直线位移。
对闭环控制位置测量装置，采取直接测量工作台的直线位移，使用感应同步器、光栅、磁栅等测量装置。
通过工作台直接带动感应同步器的滑动尺移动与装在机床床身上的定尺配合，测出工作台的实际位移值。
位置测量装置非常重要，它是数控机床伺服系统的重要组成部分，其作用是检测位移和速度，发送反馈信号，构成闭环或半闭环控制环节。
检测系统决定了数控机床的加工精度。
2.答: SPWM变频控制器是交—直—交变频器，经可控整流器经滤波后形成恒定幅值的直流电压加在逆变器上，控制逆变器功率开关器件的通和断, 在出端获得不同宽度的矩形脉冲波形。
机床电气控制技术及PLC课后题答案 (3)
第三章机床电器控制系统3.1 M7120平面磨床中为什么采用电磁吸盘来夹持工件？电磁吸盘线圈为何要用直流供电而不能用交流供电？答：电磁吸盘与机械夹紧装置相比，具有夹紧迅速、不损伤工件、工作效率高、能同时吸持多个小工件，在加工过程中工件发热可以自由伸延、加工精度高等优点。
交流电流不能保证电磁的连续性，通常用交流应用于去磁装置。
3.2 M7120型平面磨床电气控制原理图中电磁吸盘为何要设欠电压继电器KV？它在电路中怎样起保护作用？与电磁吸盘并联的RC电路起什么作用？答：为避免当电源电压不足或整流变压器发生故障，吸盘的吸力不足，在加工过程中会使工件高速飞离而造成的事故。
我们在电路中设置了欠电压继电器KV，其线圈并联在电磁吸盘电路中，，常开触点串联在KM1、KM2线圈回路中，当电源电压不足或为零时，KV常开触点断开，使KM1、KM2断电，液压泵电动机M1和砂轮电动机M2停转，确保生产安全。
电磁吸盘并联的RC电路为电磁吸盘线圈的过电压保护电磁吸盘匝数多，电感大，通电工作时储有大量磁场能量。
当线圈断电时，两端将产生高压，若无放电回路，将使线圈绝缘及其它电器设备损坏。
为此在线圈两端接有RC放电回路以吸收断开电源后放出的磁场能量。
3.3 在Z3040摇臂钻床电路中，时间继电器KT与电磁阀YV在什么时候动作，YV动作时间比KT长还是短？YV什么时候不动作？答：当上升按扭闭合，时间继电器KT线圈通电，其瞬时常开触点闭合。
同时，KT断电延时断开，其触点闭合，接通电磁阀YV线圈。
由此看出KT比YV动作时间长。
当主柱箱和立柱夹紧时YV不动作3.4 Z3040摇臂钻床在摇臂升降过程中，液压泵电动机和摇臂升降电动机应如何配合工作？以摇臂上升为例叙述电路工作情况。
答：按上升按钮SB3，时间继电器KT线圈通电，其瞬动常开触点闭合，接触器KM4线圈通电，使M3正转，液压泵供出正向压力油。
同时，KT断电延时断开常开触点闭合，接通电磁阀YV线圈，使压力油进入摇臂松开油腔，推动松开机构，使摇臂松开并压下行程开关SQ2，其常闭触点断开，使接触器KM4线圈断电，M3停止转动。
《机床电气控制与PLC》习题答案-第7章习题答案
7.5 综合练习题一、判断题（正确打“√”、错误打“×”）（√）1-20二、填空题1． CNC 。
2．数字和顺序。
3．输入/输出。
4．系统和机床。
5．包括、 MT侧至PLC 、 PLC至MT侧、 CNC侧至PLC 、 PLC至CNC 侧四个部分。
6． CNC 侧”和“ MT 侧”。
7．数字；顺序。
8．输入，输出。
9．开关量，继电器。
10．硬件和软件，独立。
三、简答题1．答：数控机床有内装型PLC和独立型PLC，内装型PLC集成在CNC装置中, 也称集成式PLC，它从属于CNC装置，是CNC装置的一个部件,PLC与NC之间的信号传送是在CNC 装置内部总线实现的。
2.答：PLC与CNC及机床之间的信息交换，对于PLC的功能发挥，是非常重要的。
数控系统中PLC的信息交换，就是以PLC为中心，在CNC、PLC和MT间的信息传送，PLC与CNC 侧和MT侧三者之间的信息交换。
3.答：独立型PLC又称外装型PLC，它独立于NC装置，不从属于CNC装置, 具有独立完成控制功能的PLC。
大多采用模块化结构，装在插板式笼箱内, 它的CPU、系统程序、用户程序、I/O电路，通信等均设计成独立的模块，I/O点数可以通过I/O模块的增减、配置灵活。
可以实现对外部伺服装置直接进行控制, 可以扩大CNC的控制功能。
4．答：PLC至CNC侧的关系：PLC 送至CNC 的信息也由开关量信号或寄存器完成, PLC发给CNC的信息主要功能代码是M、S、T功能的应答信息和各坐标轴对应的机床参考点等信息。
5．答：PLC主要完成主轴的正反转和停止、准停、主轴的起动和停止、刀架换刀、卡盘夹紧/松开、工作台交换、冷却和润滑控制、报警监测、排屑、机械手取送刀等一些辅助动作及对机床外部开关、输出信号等功能控制。
6．答：对于内装型PLC,机床输入的开关量信号→ CNC装置的RAM → PLC的RAM。
PLC的进行逻辑运算处理后的数据还在PLC的RAM中，同时传送到CNC装置的RAM中，由CNC装置软件读取RAM中数据。
机床电气控制与PLC习题与答案
一、填空题1、低压电器通常指工作在额定交流电压1200V以下或直流电压1500V以下电路中的电器,一般按基本用途分为低压配电电器和低压控制电器两类。
2、三相异步电动机常用制动方法有反接制动、能耗制动以及电磁机械制动。
3、改变三相异步电动机的旋转方向原理是改变三相电源相序。
4、指出如下符号代表哪种电气元器件：FU SQ KM KA KT 熔断器、行程开关、接触器、继电器、时间继电器。
KV KI FR KS SB QS电压继电器、电流继电器、热继电器、速度继电器、按钮、刀开关5、电气控制系统中常用的保护环节有：连锁控制、短路保护、过载保护、零电压和欠电压及弱磁保护。
8、选择接触器时应从其工作条件出发，控制交流负载应选用_交流接触器__控制直流负载则选用______直流接触器____。
9、接触器具有低压释放的保护性能，适用于频繁操作，远距离控制强电电路。
10、接触器选用时，其主触点的额定工作电压应____大于__或_ 等于____负载电路的电压，主触点的额定工作电流应_等于____或__稍大于___负载电路的电流，吸引线圈的额定电压应与控制回路__电压相等___。
11、试举出两种不频繁地手动接通和分断电路的开关电器：热继电器______、__熔断器_________。
12、试举出两种主令电器：___控制按钮_____、____行程开关__。
13、当电路正常工作时，熔断器熔体允许长期通过1.2倍的额定电流而不熔断。
当电路发生__严重过载______或____短路____时，熔体熔断切断电路。
14、当接触器线圈得电时，使接触器__动合触点___闭合、___动断触点____断开。
15、热继电器是利用电流的_____热效应_____及热元件热膨胀原理工作的保护电器。
它在电路中主要用作电动机的长期过载保护、断相保护、电流不平行运行及其他电气设备发热状态的控制______________。
16、接触器按其主触头通过电流的种类，可分为__直流接触器和__交流接触器。
机床电气控制技术及PLC课后题答案_(2)
2．1分析图2.43中各控制电路按正常操作时会出现什么现象？若不能正常工作加以改进。
2.2路。
2.3 试画出某机床主电动机控制线路图。
要求：⑴可正反转；⑵可正向点动；⑶两处起停。
答：要求电路图如下所示2.4 如图2.44所示，要求按下起动按钮后能依次完成下列动作： (1) 运动部件A 从1到2； (2) 接着B 从3到4； (3) 接着A 从2回到1； (4) 接着B 从4回到3；123321DCBATitleNumberSize A4Date:14-May -2001File:F:\x2ABM1M2SQ1SQ2SQ3SQ412342.5 要求三台电动机M1、M2、M3按下列顺序起动：M1起动后，M2才能起动；M2起动后，M3才能起动。
停止时按逆序停止，试画出控制线路。
KM22.6什么叫降压起动？常用的降压起动方法有哪几种？答：（1）降压起动即：在起动时减小加在电动机定子绕组上的电压，以减小起动电流；而起动后再将电压恢复到额定值，电动机进入正常工作状态。
（2）三相笼型异步电动机降压启动的方法有：定子绕组串电阻（电抗）启动、Y—△降压启动、延边三角形降压启动、自耦变压器降压启动。
2.7 电动机在什么情况下应采用降压起动？定子绕组为Y形接法的三相异步电动机能否用Y—△降压起动？为什么？答：当电源容量小于180KV，电动机容量在小于7KV的情况下通常采用降压启动。
Y—△降压启动不适合定子为Y形接法的三相异步电动机，在启动后电机会仍然处于低压运行。
2.8 找出图2.45所示的Y—△降压起动控制线路中的错误，并画出正确的电路。
2.9 试分析图2.20所示的电路中,当KT延时时间太短及延时闭合与延时打开的触点接反后,电路将出现什么现象?答：（1）当KT延时时间太短电动机未完全启动之前就工作（2）延时闭合与延时打开的触点如果接反，则电路一旦通电，KM2线圈即可得电，电动机不经过星形启动就工作三角形正常运行状态。
《机床电气控制与PLC》习题答案-第2章习题答案
2.6 综合练习题一、判断题（正确打“√”、错误打“×”）（√）2-7，9-15，18-22(×)1、8、16、17、二、填空题1．电气原理。
2．对称和不对称。
3． ___未接通电源___和____没有受外力_____。
4．电气原理、电器布置、电气安装接线图。
5．星形-三角形、自耦变压器。
6．反接、能耗、发电。
7．电动机、电器、仪表。
8．接触器、继电器、行程开关。
9．反接制动, 反接制动零。
10．国家，三、选择题1. (A )2. (A )。
3.（A）4. ( B )5. (B )。
6.（B）7. ( D )。
8. (C )。
四、简答题1．答：三相异步电动机能耗制动，原理就是在电动机切断三相交流电源后, 迅速在定子绕组任意两相加一直流电压, 使定子绕组产生恒定的磁场,利用转子感应电流与静止磁场的相互作用产生制动力矩，实现制动,当转子转速接近零时, 及时切除直流电源。
2．答：把一个接触器的常闭触头串入另一个接触器线圈电路中，这样连接可保证一个接触器先通电后, 即使按下相反方向的起动按钮，另一个接触器也无法通电，这种利用两个接触器的常闭辅助触头互相控制的方式，就是电气的互锁控制。
3. 答：交流接触器在动作时动合和动断触点的动作顺序是:在线圈得电时, 动断触点先断开, 动合触点后闭合;在线圈断电时, 动合触点先断开, 动断触点后闭合。
4.答：速度继电器是当转速达到规定值时触头动作的继电器。
主要用于笼型异步电动机反接制动控制电路中, 当反接制动的转速下降到接近零时能自动及时切断电源。
3．答:（1）用规定的图形、文字符号绘制各电器元件, 元器件所占图面要按实际尺寸以统一比例绘制，应与实际安装位置一致，同一电器元件各部件应画在一起。
（2）一个元器件中所有的带电部件应画在一起，并用点划线框起来，采用集中表示法。
（3）各电气元器件的图形符号和文字符号必须与电气原理图一致, 而且必须符合国家标准。
《机床电气控制与PLC》习题答案-第6章习题答案
6.6 综合练习题一、判断题（正确打“√”、错误打“×”）（√）1-4，6-15，17-19；（×）5、16、20。
二、填空题1．硬件和软件。
2．伺服驱动和测量。
3．进给速度换算和辅助。
4．理论与实际反馈 , 差。
5．差恒定。
6．也不会。
7．进给和机床。
8．位置、手动、视频和PLC。
9．单。
两个以。
独立，CNC，。
三、选择题1.（C）2.（ B）3.（A）4.（B）5.（A）6. (A )7. (C )8.（C）四、简答题1．答：CNC系统的软件分为管理软件和控制软件两种。
管理软件用来管理零件程序的输入、输出，刀具位置、系统参数、零件程序显示、机床状态及报警，故障诊断等。
控制软件由译码、插补运算、刀具补偿、速度控制、位置控制等软件组成。
2.答：数控装置是数控系统的核心，它由微处理器CPU、存储器、总线、外围逻辑电路、以及与CNC系统接口及相应控制软件组成。
目前的数控装置都是基于微型计算机的硬件和软件来实现其功能，所以称之为计算机数控（CNC）装置。
CNC系统大都采用体积小，成本低，功能强的微处理机。
它具有一般微型计算机的基本结构，如微处理器CPU、存储器、总线、输入/输出接口等。
又具有数控机床完成特有功能所需要的功能模块和接口单元。
如位置控制器、手动数据输入/输出接口、视频显示(CRT或LCD)接口和PLC接口等。
3.答：微处理器控制器的任务是将存储器中的程序指令进行译码、获取信息、处理信息、决定下一步的命令操作。
主要包括对零件加工程序输入、输出的控制及机床加工现场状态信息的记忆控制。
4.答：在多微处理器数控系统中，各个CPU分别承担一项任务, CNC系统的软件结构都具有多任务并行处理和多重实时中断特点。
前台程序是一个中断服务程序，实现插补、位控及机床相关逻辑等实时功能；后台程序实现输入译码、数据处理及管理等功能，是一个循环运行程序，又称为背景程序。
5．答：CNC系统的软件是由输入、程序译码、刀具补偿、插补运算、进给速度处理、位置控制、I/O开关量处理、管理及诊断程序等部分组成。
《机床电气控制与PLC》部分习题参考答案
P103.单相交流电磁铁的铁芯上为什么装有短路环？三相交流电磁铁的铁芯上是否也要安装短路环？为什么？答：由于交流电磁铁的铁心的磁通是交变的, 当线圈中通以交变电流时,在铁心中产生的磁通ф1也是交变的, 对衔铁的吸力时大时小, 当磁通过零时,电磁吸力也为零, 吸合后的衔铁在复位弹簧的反力作用下将被拉开,磁通过零后电磁吸力又增大,当吸力大于反力时,衔铁又被吸合。
这样造成衔铁产生振动,同时还产生噪声，甚至使铁心松散。
如果在交流接触器铁心端面上都安装一个铜制的短路环后, 交变磁通ф1的一部分穿过短路环,在环中产生感应电流,产生磁通,与环中的磁通合成为磁通ф2。
ф1与ф2相位不同,也即不同时为零。
这样就使得线圈的电流和铁心磁通ф1为零时,环中产生的磁通不为零,仍然将衔铁吸住, 衔铁就不会产生振动和噪声。
不需要。
因为三相交流电不会同时为零，相当于整个电磁铁中通过的电流没有零点，磁场不会消失，衔铁不会振动。
P143.简述交流接触器的工作原理。
答：交流接触器线圈通以交流电→线圈电流建立磁场→静铁心产生电磁吸力→吸合衔铁→带动触头动作→常闭断开，常开闭合；线圈断电→电磁力消失→反作用弹簧使衔铁释放→各触头复位。
4.交流接触器线圈断电后，动铁芯不能立即释放，从而使电动机不能及时停止，分析其原因。
应如何处理？答：故障可能原因：(1)接触器的电流过大，使接触器触头熔焊；(2)接触器的复位弹簧反力过小，不能使触点返回；(3)衔铁卡住了。
(4)灭弧罩损坏。
处理方法：(1)更换额定电流大小合适的接触器；(2)更换反力大小合适的复位弹簧；(3)处理卡住原因。
(4)更换灭弧罩。
P253.简述热继电器的选用方法。
答：选用方法有：（1）应按实际安装情况选择热继电器安装方向。
（2）原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。
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P10
3.单相交流电磁铁的铁芯上为什么装有短路环？三相交流电磁铁的铁芯上是否也要安装短路环？为什么？
答：由于交流电磁铁的铁心的磁通是交变的, 当线圈中通以交变电流时,在铁心中产生的磁通ф1也是交变的, 对衔铁的吸力时大时小, 当磁通过零时,电磁吸力也为零, 吸合后的衔铁在复位弹簧的反力作用下将被拉开,磁通过零后电磁吸力又增大,当吸力大于反力时,衔铁又被吸合。
这样造成衔铁产生振动,同时还产生噪声，甚至使铁心松散。
如果在交流接触器铁心端面上都安装一个铜制的短路环后, 交变磁通ф1的一部分穿过短路环,在环中产生感应电流,产生磁通,与环中的磁通合成为磁通ф2。
ф1与ф2相位不同,也即不同时为零。
这样就使得线圈的电流和铁心磁通ф1为零时,环中产生的磁通不为零,仍然将衔铁吸住, 衔铁就不会产生振动和噪声。
不需要。
因为三相交流电不会同时为零，相当于整个电磁铁中通过的电流没有零点，磁场不会消失，衔铁不会振动。
P14
3.简述交流接触器的工作原理。
答：交流接触器线圈通以交流电→线圈电流建立磁场→静铁心产生电磁吸力→吸合衔铁→带动触头动作→常闭断开，常开闭合；线圈断电→电磁力消失→反作用弹簧使衔铁释放→各触头复位。
4.交流接触器线圈断电后，动铁芯不能立即释放，从而使电动机不能及时停止，分析其原因。
应如何处理？
答：故障可能原因：
(1)接触器的电流过大，使接触器触头熔焊；
(2)接触器的复位弹簧反力过小，不能使触点返回；
(3)衔铁卡住了。
(4)灭弧罩损坏。
处理方法：
(1)更换额定电流大小合适的接触器；
(2)更换反力大小合适的复位弹簧；
(3)处理卡住原因。
(4)更换灭弧罩。
P25
3.简述热继电器的选用方法。
答：选用方法有：
（1）应按实际安装情况选择热继电器安装方向。
（2）原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。
（3）在不频繁起动的场合，要保证热继电器在电动机起动过程中不产生误动作。
（4）对于三角形接法电动机，应选用带断相保护装置的热继电器。
（5）当电动机工作于重复短时工作制时，要注意确定热继电器的允许操作频率。
4.中间继电器的作用是什么？它和交流接触器有何异同？
答：中间继电器实质是一种电压继电器，它的特点是触头数量较多,触头容量
较大（额定电压5-10A）。
当一个输入信号需变成多个输出信号或信号容量需放大时,可采用中间继电器来扩大信号的数量和容量。
中间继电器与交流接触器相比：
相同点：都是低压控制电器。
不同点：中间继电器触点数量多，触点容量大，其触点没有主辅之分，一般用来控制辅助电路。
交流接触器触点分为主触点和辅助触点。
主触点用来控制主电路，辅助触点用来控制控制电流小的控制电路。
5.电动机的起动电流很大，当电动机起动时，热继电器是否会动作？为什么？
答：不会动作。
因为热继电器是利用电流的热效应来工作的一种低压保护电器，电动机的起动电流虽然很大，但起动时间较短，发热较少，温度不会太高，不足以使热继电器动作。
7.电磁铁的作用是什么？有哪几种形式？
答：电磁铁的主要作用是将电磁能转换为机械能，带动触点动作，完成接通或分断电路。
电磁铁可分为交流电磁铁和直流电磁铁。
8.比较电磁式时间继电器、空气阻尼式时间继电器、电动式时间继电器和电子式时间继电器的优缺点及其应用场合。
答：(1)直流电磁式时间继电器运行可靠，寿命长，允许通电次数多，结构简单，但仅适用于直流电路，延时时间较短。
(2)空气阻尼式时间继电器的特点是结构简单、价格低廉、延时范围较宽、工作可靠、寿命长等，主要用于机床交流控制电路中。
(3)电动机式时间继电器延时时间长(可达数十小时), 延时范围宽、延时直观、延时精度高,但结构复杂,体积较大, 成本高、延时值不受电源电压波动及环境温度变化影响，延时误差易受电源频率的影响。
(4)电子式时间继电器具有体积小、延时精度高、寿命长、工作稳定可靠、安装方便、触头输出容量大和产品规格全等优点，广泛用于电力拖动、顺序控制及各种生产过程的自动控制。
随着电子技术的飞速发展,电子式时间继电器将得到广泛的应用,可取代阻容式、空气式、电动机式等时间继电器。
P35
2.如何正确选用按钮和行程开关？
答：
按钮的选用原则是：
（1）根据使用场合，选择控制按钮的种类，如开启式、防水式、防腐式等；
（2）根据用途，选择控制按钮的结构型式；
（3）根据控制回路的需求，确定按钮数，如单按钮、双钮、三钮、多钮等；
（4）根据工作状态指示和工作情况的要求，选择按钮及指示灯的颜色。
行程开关的选用原则是：
（1）根据应用场合及控制对象选择种类；
（2）根据安装使用环境选择防护对象；
（3）根据控制回路的电压和电流选择行程开关系列；
（4）根据此运动机械与行程开关的传力和位移关系选择行程开关的头部型式。
4.按钮和行程开关的作用分别是什么？如何确定按钮的结构形式？
答：按钮在低压控制电路中用于手动发出控制信号，接通或断开小电流的控制电路，从而控制电动机或其他电气设备的运行。
行程开关也称为位置开关或限位开关，是利用运动部件的行程位置实现控制的电器元件。
按钮按结构形式分有
（1）旋钮式：用手动旋钮进行操作。
（2）指示灯式：按钮内装入信号灯显示信号。
（3）紧急式：装有蘑菇形钮帽，以示紧急动作。
P38
下列各字母和数字表示什么？分别写出各字母和数字的含义。
1.CJ20、CZ0。
CJ20：CJ交流接触器，20设计代号。
CZ0：CZ直流接触器，0设计代号。
2. JZ7、JS14S、JR36。
JZ7：JZ中间继电器，7设计代号。
JS14S：JS时间继电器，14设计代号，S：系列派生代号。
JR36：JR热继电器，36设计代号。
3. RL1。
RL1：RL螺旋式熔断器，1设计代号。
4. HD、HS、HZ10、HY23。
HD：刀开关（刀形隔离器）。
HS：双投刀开关。
HZ10：HZ转换组合开关，10设计代号。
HY23：HY倒顺开关，23设计代号。
HY23系列倒顺开关适用于交流50/60HZ，电压500V电路中，作为电源引入开关，或作为控制操作频率每小时不大于300次的三相鼠笼式感应电动机用，特殊结构的倒顺开关，运用电压至220V的直流电路中，控制电磁吸盘用。
HY23倒顺开关是HZ23的换代新产品。
5. LA2、LW5D-16。
LA2：LA按钮，2设计代号。
LW5D-16：LW万能转换开关，5设计代号，D系列派生代号（达标验证攻关），16品种代号。